Подсветка выключателя из светодиодов – простая и надежная индикация

Подсветка выключателя из светодиодов – простая и надежная индикация

Даже прожив в квартире всю жизнь, включить свет в абсолютной темноте получается сразу далеко не всегда. Выключатели со светодиодами помогут не прощупывать каждый раз всю поверхность стен, даст возможность быстро и легко сориентироваться на месте по подсветке.

Существуют фабричные устройства со встроенными индикаторами, выполненными на основе светодиодов или ламп. Но не всегда такой выключатель подойдет под конкретные условия эксплуатации – 2- и 3-кнопочные устройства найти довольно сложно.

Простая схема поможет собрать и подключить свой выключатель со светодиодом. Дополнительные преимущества такой подсветки заключаются в возможности контролировать исправность проводки, ламп и самого выключателя. Для реализации задуманного потребуется несколько простых радиодеталей и немного времени.

Что может потребоваться?

Подключить светодиод к выключателю можно несколькими способами. Во-первых, следует решить, будет ли индикатор внутри корпуса, или снаружи.

Во-вторых, следует продумать и просчитать схему, выбрать подходящие элементы, или же наоборот, исходить из уже имеющихся.

Основная роль при монтаже подсветки выключателя отводится светодиоду (VD1). Подключать его к клеммам выключателя нужно через ограничивающий резистор (R1). Схема подсветки должна также включать в себя защитный светодиод (VD1), который избавит от неприятностей при обратном напряжении.

Номинал резистора подбирается с учетом цвета и яркости светодиода, при этом следует учитывать также и возможность нагрева элементов. Устройства различных оттенков могут существенно отличаться по своим основным характеристикам. В среднем рабочий диапазон резистора 100-150 кОм при мощности свыше 1 Вт. Если светодиод светит недостаточно ярко, величину сопротивления можно несколько сократить.

При разработке схемы подсветки стоит учитывать тип светильника:

• лампы накаливания будут работать в обычном режиме;
• энергосберегающие могут начать мерцать;
• освещение на базе светодиода может не работать с данной схемой из-за высокого собственного сопротивления элементов.

Устранить некоторые недостатки схемы, повысить КПД и снизить потребление энергии (с 1кВт/час до 0,05 кВт/час в месяц) можно с помощью установки дополнительного конденсатора, который и будет выполнять функции токоограничивающего элемента. При этом номинал резистора также нужно будет понизить приблизительно до 100-500 Ом при мощности около 0,25 Вт.

Основной недостаток подключения конденсатора – увеличение габаритов индикатора.

По подобной схеме может быть подключена подсветка розеток и других элементов интерьера на базе светодиодов.

Этапы подключения подсветки

Подключения светодиода не требует никаких особых навыков, важно лишь не пренебрегать правилами безопасности, выполнять все действия аккуратно, чтобы не повредить существующую проводку.

1. Отключить подачу электроэнергии.
2. Собрать выбранную схему, подключить элементы к клеммам выключателя.
3. Для вывода светодиода в декоративной панели выключателя следует просверлить отверстие с диаметром около 2 мм.
4. Вставить светодиод, при необходимости закрепить его с помощью клея.
5. Собрать выключатель.
6. Возобновить подачу электроэнергии.
7. Проверить работоспособность схемы.

Подсветка будет работать только при выключенном освещении, когда светильник работает, светодиод не будет виден.

Выключатели со светодиодами могут выполнять функцию импровизированного ночника, поэтому важно внимательно относиться к выбору яркости и оттенка устройства. Чаще всего монтируются именно красные светодиоды, хотя выбор можно остановить на зеленых, голубых и даже обычных белых. Более сложные схемы помогут реализовать отдельную индикацию для каждой клавиши 2-х и 3-хкнопочных выключателей, но такая подсветка не пользуется особой популярностью и отличается сложной реализацией.

Подсветка рабочей зоны на кухне

Подсветка рабочей зоны на кухне, а именно столешницы под навесными шкафами, является не просто декоративным элементом, а выполняет вполне конкретную функцию и часто просто незаменима при создании по-настоящему эргономичной, удобной и комфортной кухни.

Но обычно, достаточно тяжело организовать полноценную подсветку всей рабочей области стандартными средствами, такими как потолочные светильники или бра. Ведь чаще всего мы, стоя возле рабочей зоны, закрываем собой большую часть светового потока, а нависающие шкафы кухонного гарнитура, перекрывают остальное. В итоге, основная часть поверхности рабочей зоны, толком не освещается и нам приходится напрягать зрение, во время работы за ней.

Достаточно подробно о том, как правильно организовать освещение всей кухни, мы описывали в статье «Освещение кухни | Варианты», где так же подчеркивается важность подсветки столешницы.

Но несмотря на актуальность проблемы, производители и монтажники кухонных гарнитуров, редко устанавливают подсветку рабочей зоны в комплекте с кухней, зачастую просто предлагают клиентам самим решать этот вопрос. При этом в технической документации к кухне, питающий вывод под подсветку, заложен практически всегда.

На данный момент, при всем ассортименте всевозможных светильников и систем освящения, тяжело сделать правильный выбор, учесть все необходимые моменты.

На наш взгляд самый простой, но эффективный вариант организации подсветки рабочей зоны – это использование готовых решений, специально разработанных для освещения столешницы под кухонными шкафами.

Среди них, можно отметить светильники серии « RATIONELL» от IKEA . Этот шведский производитель разнообразных товаров народного потребления, думаю, знаком каждому и многими любим, за свежий взгляд и рациональный подход в проектировании и создании своих продуктов.

Не стала исключением, и система освещения для рабочей зоны кухни Rationell. И да, это не опечатка, это не простой светильник, это целая система, которая по своим возможностям и оснащённости, позволяет создать подсветку под шкафами на кухне практически любой конфигурации.

Комплект поставки светодиодного светильника Ратионель включает в себя:

– Бумажную брошюру – инструкцию

Так же отдельно можно приобрести дополнительные элементы системы, такие как: Угловой соединитель, питающий кабель или соединители большой длины. Светильники ратионель бывают различной длины 40 см или 60см.

Осветительные приборы могут собираться в цепь, с помощью соединительных кабелей и работать как одно целое. При этом они устанавливаются вплотную друг к другу и образуют сплошную линию. Соединительные питающие провода остаются невидимыми, они скрыты в специальных отделениях светильников.

Каждый светильник имеет индивидуальный сенсорный выключатель, который постоянно подсвечивается светодиодом, что позволяет с легкостью обнаружить его даже в полной темноте.

Для подключения светильника Ратионель к сети, отдельно приобретается шнур питания, с вилкой и выключателем «качелькой». Шнур подключается в стандартную розетку домашней сети, таким образом освещение столешницы можно организовать, даже в случае, если заранее не был проложен питающий кабель.

И это далеко не все достоинства светильника для подсветки пространства под шкафами кухни Ратионель, многие из них вы обнаружите только начав ими пользоваться. А вот недостаток у них основной мной замечен только один, это довольно высокая стоимость . Для того, чтобы полностью осветить столешницу большого кухонного гарнитура, придется серьезно потратится.

В основном такой способ организации освещения рабочей зоны кухни, подойдет людям, желающим получить готовый продукт «из коробки», не требующий глубоких знаний электрооборудования, схем подключения и вариантов монтажа. При этом, кухонные светильники обладают практически всеми необходимыми качествами, которые предъявляются к подсветке рабочей зоны кухонь. Это удобство монтажа и обслуживания, а также безопасность и комфорт использования.

Если перед вами стоит такая задача – создать подсветку рабочей зоны кухни, при этом при минимуме приложенных усилий, вы хотите получить максимальный результат – этот светильник отличное решение, обязательно присмотритесь к нему!

О том, как правильно выполнить монтаж подсветки рабочей зоны кухни, читайте в статье –

Выключатель с подсветкой для светодиодных ламп

Во многих выключателях встроена очень полезная функция – подсветка. С этой функцией исключены поиски выключателя в темной комнате. Как же она работает? Подсветка устроена довольно просто: под клавишей выключателя помещается миниатюрный световой индикатор, а в клавише сделано небольшое окно, через которое можно видеть состояние выключателя.

Выключатель с подсветкой в интерьере комнаты

В качестве индикатора используют неоновую лампочку или светодиод, в работе каждого из них есть свои особенности. Во многих источниках сообщается, что такие выключатели можно использовать только с галогенными и лампами накаливания, так как энергосберегающие – с такими выключателями вспыхивают, а светодиодные – немного светятся в темноте.

Для того чтобы разобраться с этими явлениями надо понимать механизм работы каждого индикатора.

Неоновый индикатор

Во многих выключателях используют неоновую лампочку в качестве индикатора, она представляет собой чаще всего стеклянный баллон, заполненный неоном, в котором размещены на некотором расстоянии друг от друга два электрода.

Давление газа очень небольшое – несколько десятых долей мм ртутного столба. В такой среде между электродами при подаче на них напряжения возникает так называемый тлеющий разряд – это светятся ионизированные молекулы газа. В зависимости от рода газа цвет свечения может быть самым разным: от красного у неона, до сине-зеленого у аргона.

На рисунке изображена миниатюрная неоновая лампочка, в электротехнике их чаще всего используют в качестве индикаторов наличия тока.

Подсветка на неоновой лампочке

Выключатель с подсветкой на неоновой лампочке очень надежен, срок службы лампочки более 5 тыс. часов, индикатор хорошо виден в темноте. Схема подключения проста.

Схема подключения подсветки на неоновой лампочке

На схеме изображено подключение подсветки из неонки к выключателю. L1 – это неоновая лампочка из типа МН-6, ток 0,8 мА, напряжение зажигания 90 В, это данные из справочника. R1 – гасящий резистор, S1 – выключатель освещения.

Расчет гасящего резистора

Сопротивление резистора рассчитывается по формуле:

где R – сопротивление резистора (Ом);
∆U – разность (Uс – Uз) между напряжением сети и зажиганием лампы в вольтах;
I – сила тока лампы (А).

Ближайший номинал резистора 150 кОм. Вообще номинал резистора можно выбирать в пределах от 150 до 510 кОм, при этом лампочка нормально работает, при большем номинале увеличивается долговечность, и уменьшается рассеиваемая мощность.

Мощность резистора вычисляется по следующей формуле:

где P – мощность (Вт), рассеиваемая на резисторе;

P=220-90 × 0,0008 = 0,104 Вт.

Ближайший больший номинал мощности резистора – 0,125 Вт. Этой мощности вполне хватает, резистор едва заметно нагревается, не более чем до 40-50 градусов, что вполне допустимо. Если есть возможность, желательно поставить резистор мощностью 0,25 Вт.

Конструкция

Если припаять вывод резистора к любому выводу лампы, можно собрать схему.

Собранная подсветка своими руками

Остается собранную схему подключить. Для этого при снятом корпусе выключателя вывод резистора подключается к одной клемме, а лампочки – к другой.

Схема работы неоновой подсветки

Теперь при выключенном положении клавиши, ток будет идти через схему (нижний рисунок), а так как ток ограничен сопротивлением, то силы его хватит, чтобы зажечь подсветку, но совершенно недостаточно для работы лампы освещения. При включении выводы схемы подсветки закорачиваются, и ток течет через выключатель, минуя подсветку, к лампе освещения (верхний рисунок).

Такую подсветку можно поставить в выключатель, в котором она не была предусмотрена изготовителем, при этом в клавише включения не обязательно сверлить отверстие. Материал, из которого делают клавиши, легко просвечивается, и в темноте выключатель довольно хорошо виден, поэтому сверлить отверстие для лампочки не обязательно.

Светодиодная подсветка

Часто встречается подсветка из светодиода, который представляет собой полупроводниковый прибор излучающий свет при протекании через него электрического тока.

Цвет светоизлучающего диода зависит от материала, из которого он изготовлен и в некоторой степени от приложенного напряжения. Светодиоды представляют собой соединение двух полупроводников различных типов проводимости p и n. Называют это соединение – электронно-дырочный переход, именно на нем возникает излучение света при прохождении через него прямого тока.

Возникновение светового излучения объясняется рекомбинацией носителей зарядов в полупроводниках, на приведенном ниже рисунке изображена примерная картина происходящего в светодиоде.

Рекомбинация носителей зарядов и возникновение светового излучения

На рисунке кружком со знаком «–» обозначены отрицательные заряды, они находятся в зеленой области, так условно обозначена область n. Кружок со знаком «+» символизирует положительные носители тока, находятся они в коричневой зоне p, граница между этими областями и есть p-n переход.

Когда под действием электрического поля положительный заряд преодолевает p-n переход, то прямо на границе он соединяется с отрицательным. А так как при соединении происходит и возрастание энергии от столкновения этих зарядов, то часть энергии идет на нагревание материала, а часть излучается в виде светового кванта.

Конструктивно светодиод представляет собой металлическое, чаще всего медное основание, на котором закреплены два кристалла полупроводников разной проводимости, один из них является анодом, другой – катодом. К основанию приклеен алюминиевый рефлектор с закрепленной на нем линзой.

Как можно понять из рисунка ниже, немало в конструкции уделено внимания отводу тепла, это неслучайно, так как полупроводники хорошо работают в узком тепловом коридоре, выход за его границы нарушает работу прибора вплоть до выхода из строя.

Схема устройства светодиода

У полупроводников с ростом температуры, в отличие от металлов, сопротивление не увеличивается, а напротив, уменьшается. Это может вызвать неконтролируемое увеличение силы тока и соответственно нагрева, при достижении определенного порога происходит пробой.

Светодиоды очень чувствительны к превышению порогового напряжения, даже кратковременный импульс выводит его из строя. Поэтому токоограничивающие резисторы должны быть подобраны очень точно. Кроме того, светодиод рассчитан на прохождение тока только в прямом направлении, т.е. от анода к катоду, если прикладывается напряжение обратной полярности, то это также может вывести его из строя.

И все же, несмотря на эти ограничения, светодиоды широко применяются для подсветки в выключателях. Рассмотрим схемы включения и защиты светодиодов в выключателях.

Подсветка на светодиоде

На рисунке ниже приведена схема подсветки. Она содержит: гасящий резистор R1, светодиод VD2 и защитный диод VD1. Буква а – анод светодиода, k – катод.

Схема подсветки на светодиоде

Так как рабочее напряжение светодиода гораздо ниже сетевого, то для его снижения используют гасящие резисторы, в зависимости от потребляемого тока его сопротивление будет разным.

Расчет сопротивления резистора

Сопротивление резистора R рассчитывается по формуле:

где R – сопротивление гасящего резистора (Ом);

U_c – напряжение сети (здесь 220 В);

U_сд – рабочее напряжение светодиода (В);

I_сд – рабочий ток светодиода (А);

Сделаем расчет гасящего резистора для светодиода АЛ307А. Исходные данные: рабочее напряжение 2 В, сила тока от 10 до 20 мА.

Используя вышеприведенную формулу, R_макс=(220 – 2)/0,01=218 00 ОМ, R_мин= (220 – 2)/0,02=10900 ОМ. Получаем, что сопротивление резистора должно лежать в пределах от 11 до 22 кОм.

Расчет мощности

Также надо рассчитать мощность, рассеиваемую резистором, ее рассчитывают по формуле:

где Р – мощность, рассеиваемая на резисторе (Вт);

U_c – напряжение сети (здесь 220 В);

U_сд – рабочее напряжение светодиода (В);

I_сд – рабочий ток светодиода (А);

Подсчитываем мощность: Р_мин=(220-2)*0,01 = 2,18 Вт, Р_макс=(220-2)*0,02=4,36 Вт. Как следует из расчета, мощность, рассеиваемая резистором, довольно значительная.

Из номиналов мощностей резисторов самый ближайший больший – это 5 Вт, но такой резистор довольно больших габаритов, и спрятать его в корпус выключателя не удастся, да и впустую тратить электроэнергию нерационально.

Так как расчет проводился на максимально допустимый ток светодиода, а в таком режиме у него многократно снижается долговечность, снизив ток в два раза, можно убить двух зайцев: уменьшить рассеиваемую мощность и увеличить срок службы светодиода. Для этого надо просто увеличить сопротивление резистора вдвое до 22-39 кОм.

Подключение подсветки к клеммам выключателя

На рисунке выше приведена схема подключения подсветки к клеммам выключателя. К одной клемме подходит фазный провод сети, ко второй –провод от лампочки освещения, подсветка подключается к двум этим клеммам. Когда выключатель разомкнут, то через схему подсветки течет ток, и она горит, но лампа освещения не светится. Если выключатель замкнуть, то напряжение потечет по цепи, минуя подсветку, освещение включится.

В заводских выключателях с подсветкой чаще всего используется схема, изображенная на рисунке выше. Номинал резистора – от 100 до 200 кОм, производители идут на сознательное уменьшение тока через светодиод до 1-2 мА, а значит, и яркости свечения, потому что в ночное время этого вполне достаточно. В то же время снижается рассеиваемая мощность, можно не устанавливать и защитный диод, потому что обратное напряжение не превышает допустимое.

Применение конденсатора

В качестве гасящего элемента можно применить конденсатор, он в отличие от резистора имеет не активное, а реактивное сопротивление, поэтому при прохождении через него тока на нем не выделяется тепло.

Все дело в том, что при движении электронов по проводящему слою резистора, они сталкиваются узлами кристаллической решетки материала и передают им часть своей кинетической энергии. Поэтому материал нагревается, а электрический ток испытывает сопротивление продвижению.

Совершенно другие процессы возникают при движении тока через конденсатор. Конденсатор в простейшем случае представляет собой две металлических пластины, разделенные диэлектриком, так что постоянный электрический ток через него течь не может. Но зато на этих пластинах может сохраняться заряд, и если его периодически заряжать и разряжать, то в цепи начинает течь переменный ток.

Расчет гасящего конденсатора

Если конденсатор включить в цепь переменного тока, то он через него будет протекать, но в зависимости от емкости и частоты тока его напряжение снизится на какую-то величину. Для вычисления используют следующую формулу:

где X_c – емкостное сопротивление конденсатора (ОМ);

f – частота тока в сети (в нашем случае 50 ГЦ);

С – емкость конденсатора в (мкФ);

Для расчетов эта формула не совсем удобна, поэтому на практике чаще всего прибегают к следующей – эмпирической, которая позволяет с достаточной точностью проводить подбор конденсатора.

Исходные данные: U_c –220 В; U_сд –2 В; I_сд –20 мА;

Находим емкость конденсатора С =(4,45*20)/(220-2)=0,408 мкФ, из ряда номинальных емкостей Е24 выбираем ближайший меньший 0,39 мкФ. Но при выборе конденсатора необходимо еще учитывать его рабочее напряжение, оно должно быть не меньше, чем U_c*1,41.

Дело в том, что в цепи переменного тока принято различать действующее и эффективное напряжение. Если форма тока синусоидальная, то действующее напряжение в 1,41 больше эффективного. Значит, конденсатор должен иметь минимальное рабочее напряжение 220*1,41=310 В. А так как такого номинала нет, то ближайший больший будет 400 В.

Для этих целей можно использовать пленочный конденсатор типа К73-17, его габариты и масса вполне позволяют разместить в корпусе выключателя.

Выключатель в работе. Видео

О совместной работе светодиодной лампы и выключателя с подсветкой можно узнать из этого видео.

Все расчеты, сделанные в статье, действительны для режима нормального свечения, при использовании их для выключателей номиналы резисторов можно скорректировать в сторону увеличения в 2-3 раза. Это уменьшит яркость свечения светодиода, неонки и мощность рассеивания резисторов, а значит, и их габариты.

Если в качестве гасящего сопротивления используется конденсатор, то его номинал нужно корректировать в сторону уменьшения для снижения яркости, а также габаритов, но рабочее напряжение конденсатора снижать нельзя.

Снижение силы тока через подсветку уменьшает вероятность мигания энергосберегающих ламп в темноте, так как уровень зарядки входного конденсатора в импульсном преобразователе этих ламп не достигает порога запуска.

Делаем светодиодную подсветку полок в шкафу

Перед тем как переходить к инструкции с фото и видео примерами, сразу же хотелось обратить Ваше внимание на то, что мы не будем рассматривать варианты с установкой точечных светильников и галогенных ламп. Это связано с тем, что сделать подсветку в шкафу своими руками можно быстрее и, не повреждая полки, если поклеить в нужных местах светодиодную ленту. Такой вариант монтажа будет более разумным и безопасным. Далее мы рассмотрим пошаговую инструкцию с фото и видео примерами, которые наглядно покажут Вам, как смонтировать светодиодную подсветку полок в вещевом, кухонном и даже книжном шкафу!

Шаг 1 – Подготовка к монтажу

Итак, перед тем, как приступать к созданию светодиодной подсветки шкафа своими руками, необходимо продумать несколько важных моментов:

• В каком месте диоды будут наиболее эффективными для освещения полок, и при этом не будут создавать неудобств?
• Как будет происходить включение/выключение светильников и где будет размещен выключатель света?
• Каким образом светодиодная подсветка будет подключена к домашней сети 220 Вольт?

Мы рекомендуем размещать светодиодную ленту над полками, как показано на фото ниже. При таком размещении диоды меньше всего подвержены механическим повреждениям и к тому же освещаемая область будет хорошо охватываться подсветкой.

Что касается выключателя света, его можно аккуратно разместить под одной из полочек либо вывести на внешнюю боковую стенку шкафа. Также можно сделать автоматическую подсветку шкафа купе – чтобы светодиодная лента включалась при открытии двери. Существуют уже готовые комплекты светильников, оснащенные специальными датчиками движения, которые реагируют только на открывание двери. В нашем примере будет рассмотрен еще один альтернативный вариант – установка концевых выключателей, которые будут выключать освещение в шкафу купе, когда дверца полностью закроется.

Ну и последний вопрос – вариант подключения. Так как светодиодная лента работает от 12 Вольт, ее нужно подключать к блоку питания. Последний в свою очередь включается в розетку, но можно и вывести отдельный кабель для освещения полок в шкафчике. В этом случае рекомендуется провести открытую проводку по потолку и стене к месту установки шкафа. Решив все подготовительные вопросы можно зарисовывать схему освещения, покупать все необходимые материалы и переходить к созданию светодиодной подсветки.

Шаг 2 – Основной процесс

Чтобы Вам было более понятно, как самому сделать подсветку в шкафу, предоставим пошаговую инструкцию с фото примерами каждого этапа монтажа:

1. Замерьте необходимую длину ленты и отрежьте подходящий кусок. Не забывайте, что разрезать светодиодную ленту разрешается только в специально отведенных местах, как показано на картинке ниже.
2. В месте установки светодиодов закрепите пластиковый уголок 10*10 мм. С его помощью можно сделать скрытую подсветку, чтобы лента не портила общий вид полок.
3. Чтобы провести кабель в шкаф купе, сделайте в самом неприметном и удобном месте отверстие с помощью специальной коронки. Важный момент – чтобы лист ДСП не вырвало, и контуры отверстия были ровными, сначала коронкой просверлите отверстие глубиной не более 5-ти миллиметров, после чего досверлите ввод с обратной стороны.
4. Если Вы решили сделать подсветку всех полок внутри шкафа, обязательно просверлите маленькие отверстия в углу, как показано на фото ниже. Это нужно для того, чтобы можно было провести кабель до самого верха.
5. Протяните провод и спрячьте его в специальные кабельные каналы, которые лучше всего крепить на жидкие гвозди.
6. Налейте диодную ленту за уголок и подключите к блоку питания. О том, как подключить светодиодную ленту к сети, мы уже рассказывали.
7. Самостоятельно установите концевые выключатели в соответствующих местах, подключите их к подсветке и проверьте, работает ли созданное Вами освещение.

Вот и вся инструкция по монтажу. Как Вы видите, сделать подсветку полок внутри шкафа купе своими руками совсем не сложно и к тому же диодная лента в этом случае будет самым лучшим вариантом светильника. Кстати, если Вы хотите организовать такой вариант освещения в кухонном либо книжном шкафчике, либо на полочке под зеркалом в ванной комнате, то в этом случае ленту можно проклеить по торцу полок, что создаст более оригинальный внешний вид мебели. Стеклянные полки в таком случае будут выглядеть примерно так, как на фото:

Также рекомендуем обязательно просмотреть видео примеры, которые наглядно покажут, как сделать подсветку в шкафу своими руками: